Rastlantısallık Üzerine

Yarın uyandığınızda olacak her şey rastlantısal değildir. Başka bir deyişle söylemek gerekirse biraz olsun tahmin edilebilirdir ama tamamen tahmin edilebilir de değildir. Bazı şeylerin olacağı kesindir bazılarının ise değildir. Mesela güneşin yeniden doğacağı yada suyun 100 derecede kaynayacağı gibi.

Bunu az çok tahmin edebiliyoruz çünkü sonuç olarak evrende görebildiğimiz herşey temelde 12 parçacıktan oluşuyor ve bunlar birbirleriyle 4 tahmin edilebilir yol ile iletişim kuruyor. Bu parçacıkların hiçbir altyapısı bulunmamaktadır ve neredeyse yok denecek kadar ufak boyutlarından ötürü atom gibi bölünebilmeleri de mümkün değildir. Ayrıca Heisenberg’un belirsizlik ilkesinden dolayı bu parçacıkların aynı anda hem konumları hem hızları hakkında bilgi sahibi olunamıyor. Biri hakkında ne kadar çok bilgi sahibi olursanız diğeri hakkında da o kadar az bilgi sahibi olmak durumunda kalıyorsunuz.

 

Peki bu parçacıkların pozisyonlarını ve hızlarını bilebiliyor olsaydık ne olurdu?

Öncelikle belirtmek gerekir ki belirsizlik ilkesi olmasaydı atomlar ve dolayısıyla çevremizde gördüğümüz makroskobik dünya asla var olamazdı. Çünkü negatif yüklü elektronların pozitif yüklü çekirdeğe düşmemelerini belirsizlik ilkesi sağlamaktadır. İnsanlık bu fizik yasasını istediğinde ihlal edebiliyor olsaydı etraflarında gerçekleşen tüm olayları tahmin edebilirdi. Çünkü tüm bu parçacıkların hareketlerini tahmin edebilirdiniz ve buda tüm evrenin işleyişini anlayabilmenizi sağlardı. Bu durumda rastlantısallık kavramı insanlar açısından tarih olurdu. Buna insanların kendi davranışları da  dahil olurdu. Çünkü bizde tüm evren gibi aynı temel parçacıklardan ibaretiz ve davranışlarımız evrenin bilgisi sayesinde belirlenebilir bir hal almış olacaktı.

 

Peki ya bilgi nedir?

Yani temel olarak düzen ile alakalı olduğunu söyleyebiliriz. Mesela DNA’nızdaki moleküllerin düzeni sizi yapmak için gerekli olan bilgiyi içermekte. Yada internet üzerindeki 0 ve 1’lerin seyrettiği düzen (şuanda bu yazıyı okuyabilmenizi sağlayan yegane şey) yada harflerin seyrettiği bir düzenin sonucundan ibaret olan bu ufak makale. Yani bilginin daha çok düzen olduğunu söyleyebiliriz. Yani daha doğrusu düzenlilik.

Birde şöyle düşünelim. Mesela her kelimenin bir harfi aynı miktarda bir bilgi mi taşımaktadır? Buna hayır diyebiliriz. Mesela Q harfinden sonra U harfinin gelebileceğini tahmin edebilirsiniz. Yada TH yazdıktan sonra E harfinin geleceğini tahmin edebilirsiniz. Yani bu harflerin çoğu çok ufak bilgiler taşımaktadır ve bu sayede bunları önceden tahmin edebilirsiniz. Kalanını ise fazlalık gibi düşünebiliriz. Örnek olarak bilgi teorisinin kurucusu Claude Shannon İngilizcedeki fazlalık oranının %75 olduğunu söylemiştir. Bu sayede aşağıda yazan ingilizce cümleyi anlayabiliyoruz.

U cn rd ths

Yani ingilizce sıkıştırılabilir çünkü rastgele bir yapıda değildir. Desenleri vardır. Aynı şekilde bir video sıkıştırılabilir çünkü düzenlilikleri vardır. Her frame içerisinde benzer renk kümeleri bulunmaktadır. Ek olarak  frame’den frame’e piksellerin çoğu değişmez bu durumda sadece değişenleri kaydedebiliriz.

Öyleyse herşey rastlantısal bir yapıda değildir. Desenler ve sıradanlıklar vardır ve bunlar da azaltılabilir. Çünkü tahmin edilebilir yapıdadırlar. Böylece mesela bir dosyanın boyutunu içindekiler rastlantısal bir yapıya ulaşana dek sıkıştırabilirsiniz ve bu dosya asıl halindeki dosya gibi tüm gerekli bilgileri içerebilecek bir yapıda olacaktır sadece bir nevi damıtılmış bir hale gelecektir. Yani saf bilgi. O halde saf bilgiye rastlantısallık diyebiliriz yada birşeyin ne kadar bilgi içerdiğini rastlantısallığına bakarak anlayabiliriz. Rastlantısallığa düzensizlik diyebiliriz. Yada farklı bir deyişle entropi. O halde bilgi ne kadar artarsa entropi de o kadar artar diyebiliriz. Mesela bir kelimeyi binary hale çevirdiğimizde birler ve sıfırların olduğu karmaşık bir yapı elde ederiz. Yada içeriği tamamen silinmiş bir harddiske baktığımızda sıfırları görürüz yani düşük bir entropi ve sıfır veri.

Ancak bu rastgele yapıda olan herşeyin bilgi taşıdığı anlamına da gelmez. Sonuçta bozuk bir dosyada da bu şekilde veriler görebiliriz ancak bizim için bir anlam ifade etmezler. Yada rastgele yapıda dizilmiş bir DNA yapısı bir organizma inşaa edilmesine olanak sağlayamayacaktır. Ne mükemmel düzenlenmiş, hiçbir bilgi içermeyen, ne de mükemmel derecede karışıklığa sahip olmayan, maksimum bilgiyi içeren şeylere çekiliyoruz.

Ortada bir yerde, karmaşık desenleri tanıyabiliriz ve bu anlamı türettiğimiz yerdir. Müzik, şiir yada çeşitli özdeyişler ortaya çıkarmak gibi.

Hatta bunun içerisinde evreni sıkıştırmak bile var. Örnek olarak Genel Görelilik yani şuanki yer çekimi teorisi tek bir denkleme sıkıştırılmıştır. Bir elmanın düşmesinden gezegenlerin güneşin etrafında dönmesine hatta evrenimizin büyük patlama ile beraber nasıl genişlediğine ve karadeliklerin nasıl oluşum süreci geçirdiğine kadar herşeyi açıklıyor. Ayrıca bu sayede binlerce yıl önceden tutulmalar tahmin edilebiliyor.

 

Bu durumda tüm bilimsel teorileri düşünecek olursak evren için rastlantısal değildir diyebilirmiyiz? Tamamen tahmin edilebilir midir?

Evrenin durumunun herhangi bir zamanda bilinmesi, her zaman aynı zamanda durumunu da bildiğiniz anlamına gelir. Bu evrendeki bilginin sabit olduğu anlamına gelirdi. Fakat bilgiyi entropi olarak niteledik bu evrenin entropisinin de sabit olması anlamına gelirdi. Ancak belli oluyor ki bu içerisinde yaşadığımız evrene uygun bir tanım değil.

Termodinamiğin ikinci yasasına göre evrendeki entropi zamanla doğru orantılı artar. Bu durumda evrenimizdeki bilgi sabit olarak bir artış göstermekte. Bu kulağa mantıklı geliyor çünkü evren big bang ile genişlemesi sonrası önceki haline göre daha fazla bilgi içermekte.

 

Bu yeni bilgi nereden geliyor?

En iyi tahmin kuantum mekaniği olurdu. Kuantum mekaniği 12 temel parçacığı ve davranışlarını açıklamaktadır ve bunda olağanüstü derecede başarılıdır. Bir olasılık teorisidir. Bir elektronun kesin olarak nerede olduğunun bilinemeyeceğini söyler. Sadece nerelerde bulunabileceğinin ihtimallerini verir. Yani sadece etkileşime girdiğiniz zamanda size bulunduğu yerin bilgisini verir. Bu sayede bilgiye sahip olursunuz. Şimdi artık neden bazı şeyleri önceden öngöremediğinizi anlamışsınızdır. Bu durum Einstein’ı deli etmiştir ve bunun üzerine şöyle bir söz söylemiştir :

Tanrı zar atmaz.

Yani Einstein Kuantum Teorisini daha çok sıkıştırmayı istemiştir. Bu sayede bu parçacıkların kesin olarak nerede olacağını bulabilecekti. Ancak kuantum mekaniğinin daha çok sıkıştırılamamasının nedeni tamamen rastgele yapıya ulaştığı için olabilir. Yani böyle bir kuantum olayı her gerçekleştiğinde temelde yeni bilgiler üretiliyor. Bu durumda bu kuantum ölçümleri bizi evreninin entropisine götürüyor. Sürekli yeni bilgi üretiyorlar ve buda evrenimizdeki düzensizliğin devam etmesinin gerekliliğini ortaya koyuyor. Bunu Termodinamiğin ikinci yasası sayesinde gözlemlemiş oluyoruz. Termodinamiğin ikinci yasası bir lanet olarak düşünülürdü. Sanki emredilen her şey düzensizliğe gidiyor gibi. Ancak belki, yani, yalnızca bu yasayla uyulması gereken bir evrende, gerçekten beklenmedik durumların oluşabileceği anlamına gelir. Bu şekilde düşünecek olursak gelecek gerçekten tahmin edilemez olabilir. Kendimizi düşünecek olursak özgür bir iradeye sahip olmamızın altında yatan şeye termodinamiğin ikinci yasası diyebiliriz.

Ancak bu kuantum olaylarının evreninin oluşumunda anlamlı bir etki için çok küçük olduğunu düşünebilirsiniz. Bu durumda yanılıyorsunuz. Bu yüzden bazı fiziksel sistemler çok çok ufak bir etki ile büyük bir etki yaratabiliyor. Buna kaos adı veriliyor. Ayrıca kelebek etkisi şeklinde biliniyor. Bu yüzden her birimiz bu tarz fiziksel sistemler gibi olabiliriz. Yani Kaotik sistemler. Ayrıca özgür irademiz zihinlerimizde gerçekleşen kuantum olaylarından geliyor.

 

Kaynaklar

http://www.evrimagaci.org/fotograf/111/8061
https://www.youtube.com/watch?v=sMb00lz-IfE